JPH0586155B2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
- H02P25/24—Variable impedance in stator or rotor circuit
- H02P25/26—Variable impedance in stator or rotor circuit with arrangements for controlling secondary impedance
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、巻線形誘導機の、静止電力変換器を
用いた二次励磁方式による制御装置に係り、特に
巻線形誘導機の二次側と交流電源との間に交流−
直流及び直流−交流の電力変換を行う２つの静止
電力変換器を備えたものに関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a control device for a wound induction machine using a secondary excitation method using a static power converter, and particularly to a control device for controlling a wound induction machine using a secondary excitation method using a static power converter. AC between the AC power supply and
This invention relates to a device equipped with two static power converters that perform DC and DC-AC power conversion.
〔発明の背景〕
従来この種の静止二次励磁制御装置としては静
止セルビウス方式が公知である。第１図及び第２
図にその装置の回路構成を示す。同図において、
１は巻線形誘導電動機（以下、IMという）、２は
第１の静止電力変換器を構成するダイオード整流
器、３は直流リアクトル、４は第２の静止電力変
換器を構成する逆変換器、５は変圧器である。こ
の装置は、IM１の二次電圧をダイオード整流器
２により直流に変換し、この直流に変換された二
次電力を更に逆変換器４を用いて交流電源側に回
生する方式である。つまり、IMのすべりは二次
電圧に比例するから、これと比例関係にある直流
回路電圧Vdを、逆変換器４の位相制御により調
節することによつて、IM１の速度を制御するも
のである。[Background of the Invention] A stationary Servius system is conventionally known as this type of stationary secondary excitation control device. Figures 1 and 2
The figure shows the circuit configuration of the device. In the same figure,
1 is a wound induction motor (hereinafter referred to as IM), 2 is a diode rectifier that constitutes the first static power converter, 3 is a DC reactor, 4 is an inverter that constitutes the second static power converter, 5 is a transformer. This device converts the secondary voltage of IM 1 into DC using a diode rectifier 2, and further regenerates the converted secondary power to the AC power source using an inverter 4. In other words, since the slip of IM is proportional to the secondary voltage, the speed of IM1 is controlled by adjusting the DC circuit voltage V d , which has a proportional relationship with this, through phase control of the inverter 4. be.
しかしながらこの装置では、二次電力回生用変
換器として、直流回路にリアクトル３を持つ、い
わゆる電流形変換器を用いているため、電源異常
時にIMの二次巻線に発生するサージ電圧が、電
力変換器の半導体素子に過電圧として印加され、
それを破壊してしまうという問題がある。この点
を第２図を用いて更に詳しく説明する。IM１の
二次巻線に発生したサージ電圧は第２図の破線の
ような経路で回路に印加される。即ち、二次巻線
に誘起されたサージ電圧は、ダイオード整流器２
にて整流され、直流リアクトル３と逆変換器４の
直列回路に印加されるが、この回路は急峻な変化
のサージ電圧に対してインピーダンスが大きいた
め、サージ電圧はほとんどそのまま整流器２の直
流側に現われることになる。この結果、整流器２
のダイオードにサージ電圧が印加され、それが破
壊されてしまうわけである。また、逆変換器４の
サイリスタにも、リアクトル３と逆変換器４のイ
ンピーダンスの比に分圧されたサージ電圧が印加
されるので、それが破壊されるおそれもある。 However, since this device uses a so-called current-source converter that has a reactor 3 in the DC circuit as a converter for secondary power regeneration, the surge voltage generated in the secondary winding of the IM during a power failure can applied as an overvoltage to the semiconductor elements of the converter,
The problem is that it destroys it. This point will be explained in more detail using FIG. The surge voltage generated in the secondary winding of IM1 is applied to the circuit along the path shown by the broken line in FIG. That is, the surge voltage induced in the secondary winding is transferred to the diode rectifier 2.
The voltage is rectified by the DC reactor 3 and the inverter 4, but since this circuit has a large impedance against rapidly changing surge voltages, the surge voltage is passed directly to the DC side of the rectifier 2. It will appear. As a result, rectifier 2
A surge voltage is applied to the diode, destroying it. Further, since a surge voltage divided by the impedance ratio of the reactor 3 and the inverter 4 is also applied to the thyristor of the inverter 4, there is a risk that the thyristor will be destroyed.
これを防ぐためには、一般に整流器２の交流側
にサージアブソーバを接続する方法が採用される
が、サージアブソーバはサージ電圧が繰り返し印
加されると焼損事故を起すため、好ましくない。 In order to prevent this, a method of connecting a surge absorber to the AC side of the rectifier 2 is generally adopted, but a surge absorber is not preferable because it causes a burnout accident if a surge voltage is repeatedly applied.
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を
なくし、静止電力変換器の半導体素子が異常サー
ジ電圧によつて破壊されることのない、信頼性の
高い静止二次励磁制御装置を提供するにある。
An object of the present invention is to eliminate the problems of the prior art described above and provide a highly reliable static secondary excitation control device in which semiconductor elements of a static power converter are not destroyed by abnormal surge voltage. It is in.
上記目的を達成するため、本発明は、巻線形誘
導機と、その二次側と直流回路とを結ぶ第１の静
止電力変換器と、その直流回路と交流電源側とを
結ぶ第２の静止電力変換器とを備えた静止二次制
御装置において、前記第１の静止電力変換器が、
可制御半導体素子と、それに逆並列接続されたダ
イオードを備え、且つその直流側に平滑コンデン
サを備えることにより電圧形変換器として動作す
るように構成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a wound induction machine, a first static power converter that connects its secondary side and a DC circuit, and a second static power converter that connects its DC circuit and an AC power source side. A stationary secondary control device comprising a power converter, the first stationary power converter comprising:
It is characterized in that it is configured to operate as a voltage source converter by comprising a controllable semiconductor element, a diode connected in antiparallel to the controllable semiconductor element, and a smoothing capacitor on the DC side thereof.
第３図は本発明の一実施例を示す。同図におい
て第１図及び第２図と同一部分には同一符号を付
してある。従来と異なる点は、IM１の二次側に
接続される第１の静止電力変換器としてGTO（ゲ
ートターンオフサイリスタ）からなる可制御半導
体素子とダイオードとの逆並列回路から構成され
るGTOの変換器６を用いている点、このGTO変
換器６の直流側に平滑コンデンサ７が接続されて
いる点、この平滑コンデンサ７と並列に抵抗器８
及びGTO９の直列回路が接続されている点、交
流電源側に接続される第２の静止電力変換器とし
てダイオード整流器１０を用いている点である。
なお、１１は始動抵抗器である。
FIG. 3 shows an embodiment of the invention. In this figure, the same parts as in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals. The difference from the conventional one is that the first static power converter connected to the secondary side of IM1 is a GTO converter consisting of an anti-parallel circuit of a controllable semiconductor element consisting of a GTO (gate turn-off thyristor) and a diode. 6 is used, a smoothing capacitor 7 is connected to the DC side of this GTO converter 6, and a resistor 8 is connected in parallel with this smoothing capacitor 7.
and a series circuit of GTO 9 are connected, and a diode rectifier 10 is used as a second static power converter connected to the AC power supply side.
Note that 11 is a starting resistor.
この装置の動作は次のとおりである。ダイオー
ド整流器１０は電源電圧を直流に変換する。
GTO変換器６はダイオード整流器１０からの直
流を可変周波数の交流に変換し、IM１の二次巻
線を励磁する。GTO変換器６は直流側にコンデ
ンサ７を有しているので、GTO変換器６の交流
側インピーダンスが低く、出力特性が電圧源的と
なることから、いわゆる電圧形変換器となつてい
る。このGTO変換器６はPWM（パルス幅変調）
制御方式により、交流出力電圧の大きさと位相を
任意に制御可能であるから、この出力電圧の大き
さと位相をIM１の二次巻線の誘導起電力に対応
して制御することにより、IM１の二次電流の大
きさと位相を任意に制御することができる。従つ
て、IM１の二次巻線から所定の電力を引き出し
たり、又は二次巻線へ電力を供給したりすること
が可能である。もちろん、この際電流の位相を電
圧と同位相に制御することも可能であるから、
IM１の二次巻線に対して力率1.0の運転もでき
る。 The operation of this device is as follows. Diode rectifier 10 converts the power supply voltage to direct current.
GTO converter 6 converts the direct current from diode rectifier 10 into variable frequency alternating current and excites the secondary winding of IM1. Since the GTO converter 6 has a capacitor 7 on the DC side, the impedance on the AC side of the GTO converter 6 is low, and the output characteristics are voltage source-like, making it a so-called voltage source converter. This GTO converter 6 is PWM (pulse width modulation)
Since the magnitude and phase of the AC output voltage can be arbitrarily controlled by the control method, by controlling the magnitude and phase of this output voltage in accordance with the induced electromotive force of the secondary winding of IM1, the The magnitude and phase of the secondary current can be controlled arbitrarily. Therefore, it is possible to draw a predetermined amount of power from the secondary winding of IM1 or to supply power to the secondary winding. Of course, it is also possible to control the phase of the current to be in the same phase as the voltage at this time, so
Operation with a power factor of 1.0 is also possible for the secondary winding of IM1.
また、IM１の始動時には、始動抵抗器１１を
二次巻線に接続して加速し、回転速度が同期速度
付近になつた時点で、GTO変換器６をまず順変
換器として動作させ、更に同期速度以上まで加速
させる。このとき、二次電力はダイオード整流器
１０にては電源側に回生されないため、コンデン
サ７に充電され、直流電圧を上昇させる。直流電
圧が所定値以上に上昇するとGTO９が導通制御
され、抵抗器８に電流が流れて二次電力が消費さ
れるため、直流電圧は安全な値に保持される。こ
のようにして同期速度を通過してからは、GTO
変換器６は逆変換動作を行うようになり、IM１
は更に所定の速度まで加速される。定常運転に入
つてからは、IM１の二次巻線に加わる電力は交
流電源からダイオード整流器１０とGTO変換器
６を介して供給される。 In addition, when starting IM1, the starting resistor 11 is connected to the secondary winding to accelerate, and when the rotational speed reaches around the synchronous speed, the GTO converter 6 is first operated as a forward converter, and then synchronized. Accelerate to above speed. At this time, since the secondary power is not regenerated to the power supply side by the diode rectifier 10, the capacitor 7 is charged and the DC voltage is increased. When the DC voltage rises above a predetermined value, the GTO 9 is controlled to be conductive, current flows through the resistor 8, and secondary power is consumed, so the DC voltage is maintained at a safe value. After passing the synchronous speed in this way, the GTO
Converter 6 now performs an inverse conversion operation, and IM1
is further accelerated to a predetermined speed. After entering steady operation, power applied to the secondary winding of IM1 is supplied from the AC power source via diode rectifier 10 and GTO converter 6.
次にIM１の二次巻線にサージ電圧が発生した
場合について説明する。例えば第３図に破線で示
すようにIM１の二次巻線のＵ−Ｗ間にサージ電
圧が発生すると、黒ぬきのダイオードが導通し、
サージ電圧に対してコンデンサ７を含む回路が形
成される。コンデンサ７は急峻なサージに対して
はインピーダンスが小さいため、これによつて交
流回路及び直流回路のサージ電圧は吸収されてし
まうことになる。また、サージ電圧の繰り返しに
より直流電圧が上昇すれば、前述のようにGTO
９が導通制御されるので、直流電圧は安全な値に
保持される。従つて、GTO変換器６及びダイオ
ード整流器１０の半導体素子並びにIM１の二次
巻線に過大なサージ電圧が印加されることがな
い。 Next, a case where a surge voltage occurs in the secondary winding of IM1 will be explained. For example, as shown by the broken line in Figure 3, when a surge voltage occurs between U and W of the secondary winding of IM1, the black diode becomes conductive.
A circuit including a capacitor 7 is formed for surge voltages. Since the capacitor 7 has a small impedance against steep surges, the surge voltages of the AC and DC circuits are absorbed by this capacitor. In addition, if the DC voltage increases due to repeated surge voltage, the GTO
Since 9 is conduction controlled, the DC voltage is maintained at a safe value. Therefore, an excessive surge voltage is not applied to the semiconductor elements of the GTO converter 6 and the diode rectifier 10, and the secondary winding of the IM1.
第４図は本発明の他の実施例を示すもので、第
３図の実施例と異なる点は、第２の静止電力変換
器としてダイオード整流器の代わりにGTO変換
器１２を用いて二次電力を回生できるようにした
こと、これに伴ない抵抗器とGTOの直列回路を
省略したことである。その他の構成は第３図と同
じであるので同一部分には同一符号を付してあ
る。 FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, which differs from the embodiment in FIG. This is because the series circuit of the resistor and GTO was omitted. The rest of the structure is the same as in FIG. 3, so the same parts are given the same reference numerals.
新たに設けた第２のGTO変換器１２はすでに
説明した第１のGTO変換器６と同様に、その交
流側電圧の大きさと位相をPWM制御により任意
に制御できるので、交流電源電圧に対応してそれ
らの値を制御することにより、交流電源から受取
る電力あるいは交流電源へ回生する電力を制御す
ることができる。つまり第２のGTO変換器１２
は、第１のGTO変換器６の動作に呼応して、そ
れが順変換動作をするときは、逆変換動作を行つ
て二次電力を交流電源に回生し、また第１の
GTO変換器６が逆変換動作をするときは、順変
換動作を行つて交流電源から電力を受取り、第１
のGTO変換器６にそれぞれを供給する。なお、
この場合におけるる直流回路電圧は、その値と指
令値との偏差に応じて第２のGTO変換器１２の
交流側電圧、電流を制御することにより、指令値
に保持することができる。 The newly installed second GTO converter 12, like the first GTO converter 6 already explained, can control the magnitude and phase of its AC side voltage arbitrarily by PWM control, so it can correspond to the AC power supply voltage. By controlling these values, it is possible to control the power received from the AC power source or the power regenerated to the AC power source. That is, the second GTO converter 12
In response to the operation of the first GTO converter 6, when it performs a forward conversion operation, it performs an inverse conversion operation and regenerates the secondary power to the AC power supply, and the first GTO converter 6
When the GTO converter 6 performs a reverse conversion operation, it performs a forward conversion operation to receive power from the AC power source, and the first
each of which is supplied to the GTO converter 6 of. In addition,
The DC circuit voltage in this case can be maintained at the command value by controlling the AC side voltage and current of the second GTO converter 12 according to the deviation between the DC circuit voltage and the command value.
第３図の実施例では、同期速度以上の電動運転
と同期速度以下の発電運転しか連続して行えない
のに対し、この実施例では、第２の静止電力変換
器が順変換及び逆変換を行えるので、同期速度の
上下において、発電運転も電動運転も、共に連続
して行える利点がある。 In the embodiment shown in FIG. 3, only electric operation at synchronous speed or higher and power generation operation at synchronous speed or lower can be performed continuously, whereas in this embodiment, the second static power converter performs forward conversion and inverse conversion. Therefore, there is an advantage that both power generation operation and electric operation can be performed continuously above and below the synchronous speed.
このとき、電源異常時には、GTO変換器１２
の二次電力回生機能が不充分になることから、前
記抵抗器とGTOの直列回路を省略せず、そのま
ま残した構成とし、これにより前記の実施例と同
様にして、電源異常時でのサージ電圧による直流
電圧（コンデンサの電圧）の上昇を抑制するよう
にしてもよい。 At this time, in the event of a power failure, the GTO converter 12
Since the secondary power regeneration function will be insufficient, the series circuit of the resistor and GTO is not omitted, but is left in the same configuration as in the previous embodiment. An increase in DC voltage (capacitor voltage) due to voltage may be suppressed.
なお、上記各実施例では静止電力変換器の可制
御半導体素子としてGTOを用いたが、それ以外
のものでも同等の機能を持つものであれば使用可
能である。 In each of the above embodiments, a GTO is used as the controllable semiconductor element of the static power converter, but other devices can also be used as long as they have the same function.
本発明によれば、二次励磁用静止電力変換器を
直流側に平滑コンデンサを有する電圧形変換器で
構成したので、二次巻線に発生するサージ電圧は
当該コンデンサによつて吸収されるようになり、
静止電力変換器を構成する半導体素子には過大な
サージ電圧がかからなくなる。したがつて半導体
素子が破壊されることのない信頼性の高い静止二
次励磁制御装置を得ることができる。
According to the present invention, since the static power converter for secondary excitation is configured with a voltage source converter having a smoothing capacitor on the DC side, the surge voltage generated in the secondary winding is absorbed by the capacitor. become,
Excessive surge voltage is no longer applied to the semiconductor elements constituting the static power converter. Therefore, it is possible to obtain a highly reliable stationary secondary excitation control device in which semiconductor elements are not destroyed.
第１図は従来の静止セルビウス制御装置の単線
結線図、第２図は同装置の要部の回路図、第３図
は本発明の静止二次励磁制御装置の一実施例を示
す回路図、第４図は本発明の他の実施例を示す回
路図である。
１…巻線形誘導電動機、５…変圧器、６…
GTO変換器、７…平滑コンデンサ、８…抵抗器、
９…GTO、１０…ダイオード整流器、１２…
GTO変換器。
FIG. 1 is a single line diagram of a conventional stationary Servius control device, FIG. 2 is a circuit diagram of the main part of the same device, and FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the stationary secondary excitation control device of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. 1...Wound induction motor, 5...Transformer, 6...
GTO converter, 7...smoothing capacitor, 8...resistor,
9...GTO, 10...diode rectifier, 12...
GTO converter.
Claims (1)
に交流側が接続された第１の静止電力変換器と、
この第１の静止電力変換器の直流側に直流側が接
続された第２の電力変換器とを備え、この第２の
電力変換器の交流側を前記巻線形誘導機の一次側
と並列に交流電源に接続したものにおいて、前記
第１の静止電力変換器が、可制御半導体素子と、
それに対して逆並列接続されたダイオードとで構
成され、且つその直流側に平滑コンデンサを備え
ることにより電圧形変換器として動作するように
構成されていることを特徴とする静止二次励磁制
御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第２の
静止電力変換器は前記第１の静止電力変換器に直
流電力を供給するダイオード整流器から成ること
を特徴とする静止二次励磁制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記第２の
静止電力変換器は、可制御半導体素子と、それに
対して逆並列接続されたダイオードとで構成さ
れ、前記平滑コンデンサと共に電圧形変換器とし
て動作するように構成されていることを特徴とす
る静止二次励磁制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記第１の
静止電力変換器の直流側には、前記平滑用コンデ
ンサと並列に可制御半導体素子と抵抗器の直列回
路が接続されていることを特徴とする静止二次励
磁制御装置。[Claims] 1. A wound induction machine, a first static power converter whose alternating current side is connected to the secondary side of the wound induction machine,
and a second power converter whose DC side is connected to the DC side of the first static power converter, and the AC side of the second power converter is connected to the AC side in parallel with the primary side of the wound induction machine. connected to a power source, the first static power converter comprising a controllable semiconductor element;
1. A static secondary excitation control device comprising a diode connected in antiparallel to the static secondary excitation control device, and a smoothing capacitor on the DC side thereof to operate as a voltage source converter. 2. The static secondary excitation control device according to claim 1, wherein the second static power converter comprises a diode rectifier that supplies DC power to the first static power converter. 3. In claim 1, the second static power converter is composed of a controllable semiconductor element and a diode connected in antiparallel to the controllable semiconductor element, and operates as a voltage source converter together with the smoothing capacitor. A stationary secondary excitation control device, characterized in that it is configured to: 4. Claim 1, characterized in that a series circuit of a controllable semiconductor element and a resistor is connected to the DC side of the first static power converter in parallel with the smoothing capacitor. Stationary secondary excitation control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58092557A JPS59220094A (en) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | Stationary secondary exciting controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58092557A JPS59220094A (en) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | Stationary secondary exciting controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220094A JPS59220094A (en) | 1984-12-11 |
| JPH0586155B2 true JPH0586155B2 (en) | 1993-12-10 |
Family
ID=14057712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58092557A Granted JPS59220094A (en) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | Stationary secondary exciting controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220094A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55103095A (en) * | 1979-01-30 | 1980-08-06 | Toshiba Corp | Protector for scherbius apparatus |
| JPS55120399A (en) * | 1979-03-05 | 1980-09-16 | Westinghouse Electric Corp | Slip power regenerating device for wounddrotor type motor |
-
1983
- 1983-05-27 JP JP58092557A patent/JPS59220094A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55103095A (en) * | 1979-01-30 | 1980-08-06 | Toshiba Corp | Protector for scherbius apparatus |
| JPS55120399A (en) * | 1979-03-05 | 1980-09-16 | Westinghouse Electric Corp | Slip power regenerating device for wounddrotor type motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59220094A (en) | 1984-12-11 |
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